Химические уравнения и реакции

Закон сохранения массы

Стехиометрия и закон эквивалентов

Моль и его значение в химии

Химические уравнения реакции

Закон сохранения массы

Введение

Закон сохранения массы и стехиометрия

Тема 2

Контрольные вопросы

Введение

В предыдущей теме мы отметили, что М.В. Ломоносов и А.Л. Лавуазье были одними из первых, которые изучили химические процессы, соблюдая тщательные количественные измерения и наблюдения. Их исследования и легли в основу закона сохранения массы- одного из важнейших законов химии, направленных на решение практических задач. Эти задачи включают определение количественных соотношений между веществами, подвергающимися химическим превращениям. Изучением подобных количественных соотношений занимается стехиометрия, основным и законами которой считается законы эквивалентов и сохранения массы.

Изучение суммарной массе исходных реагентов. Это наблюдение обобщено в законе сохранения массы. Однако, соотношение между массой и энергией, которое выражается уравнением E = Δmс² (Е-энергия, Δm -изменение массы, с-скорость света), вносит незнчительную поправку к этому закону. Так, если реакция протекает с выделением тепла (энергии), то масса продуктов такой реакции будет уменьшатся на величину Δm, а при поглощении энергии из окружающей среды- увеличивается на Δm. Для практики эти отклонения не имеют существенного значения, так как изменения массы Δm реакции составляют примерно 10^-8 -10^-9 г, что не учитывается.

Химические вещества записываются с помощью символов и формул. Формулы же используются для записи химических уравнений, которые описывают химические реакции. В качественном отношении химические уравнения указывают какие реагенты и продукты участвуют при протекании процесса. В количественном же отношении химические уравнения соответствуют закону сохранения массы, то есть, в его левой и правой частях должно содержаться одинаковое количество атомов каждого сорта. Например, при горении пропана неполное уравнение реакции записывается в виде:

C3H8+О2=СО2+Н2О (2.1)

В нем реагенты указаны в левой части уравнения, а продукты в правой.

химических реакций показало, что суммарная масса продуктов реакции равна

Основанием для подстановки стехиометрических коэффициентов в этой реакции служат количество атомов С, Н и О, которые определяются индексами в формулах (справа внизу). Следовательно, в левой части уравнения имеется 3 атома С, 8 атомов Н и 2 атома кислорода; Это же количество атомов должно быть и в продуктах реакции. Для уравнивания количества этих атомов слева и справа уравнения нужно коэффициенты у водорода и углерода проставить таким образам, чтобы количество их атомов в реагентах и продуктах было одинаковым. Следовательно, около молекулы СО2 нужно поставить коэффициент 3, а у Н2О коэффициент 4:

С3Н8+О2=3СО2+4Н20

Осталось в этом уравнении сбалансировать количество атомов кислорода. Как видно из правой части уравнения, число атомов кислорода равно 10, тогда в реагентах перед кислородом необходимо поставить цифру 5. Окончательно уравнение (2.1) принимает вид:

С3Н8+5О2=3СО2+4Н2О

3*С,10*О,8*Н 3*С, 10*О, 8*Н (БАЛАНС ПО ЭЛЕМЕНТАМ) (2.2)

РЕАГЕНТЫ ПРОДУКТЫ

Баланс атомов в уравнениях соблюдается (по количеству каждого сорта атомов), чего нельзя сказать о молекулах, так как в уравнении (2.2) реагенты содержат 6 молекул, а продукты 7.

В химических реакциях часто указывают агрегатное состояние участников реакции, помещая за формулами в скобках символы (г.), (ж.), (т.), (водн.), что соответствует газообразному. Жидкому, твердому и растворенному в воде состоянию веществ. Иногда. При выделении газообразного продукта, за его формулой помещают вертикальную стрелку остреём вверх (), а стрелка вниз () указывает на твердое вещество, выпадающая в осадок. Например:

2Na(т) +2H2O (ж) =2NaOH (вон.) +H2 (2.3)

Вместо знака равенства(=) в уравнениях можно ставить стрелку( прямая реакция, обратная реакция). Над стрелкой можно записывать условия реакции (температуры, давления, присутствие катализатора и др.). Две противоположно направленные стрелки указывают на установившиеся химическое равновесие(), когда скорость прямой () реакции равна скорости обратной () реакции.

Дата добавления: 2014-01-06